Introducción Índice

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2 Índice Introducción ANTECEDENTES Recopilación y Análisis de la Información Relevante Particularidades para la ejecución del cálculo del factor de emisión de CO CÁLCULO DEL FACTOR DE EMISIÓN DE CO 2 DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO DE ECUADOR Definiciones Generales: Pasos para la determinación del Factor de Emisión de CO Paso 1 Identificación del sistema eléctrico relevante Paso 2 Seleccionar un método de cálculo para el margen de operación OM Paso 3 Calcular el margen de operación, de acuerdo con el método seleccionado Paso 4 Identificar el conjunto de unidades de energía a ser incluidas en el margen de construcción -BM Paso 5 Calcular el Factor de emisión del margen combinado -CM Conclusiones... 16

3 Introducción La Constitución de la República del Ecuador reconoce los derechos de la naturaleza; así como se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir Sumak Kawsay- 1 ; y, establece la facultad de que el Estado adopte medidas adecuadas y transversales para la adaptación y mitigación del cambio climático. En base a este principio el Gobierno Nacional, en todos sus sectores estratégicos tiene políticas, de reducción de gases de efecto invernadero, para lo cual el Sector Eléctrico se encuentra impulsando el desarrollo de nuevos proyectos hidroeléctricos y de energías renovables, los mismos que pueden participar en el Mercado Mundial de Carbono, a fin de promover el desarrollo sostenible y aprovechar posibles ingresos adicionales que permitan complementar su gestión financiera. Bajo esta perspectiva, el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable MEER- conjuntamente con el Ministerio del Ambiente MAE- buscan la participación de los proyectos en este mercado. Dentro del marco del acuerdo Interministerial suscrito el 16 de diciembre de 2010, se establece la creación de la COMISIÓN TÉCNICA DE DETERMINACIÓN DE FACTORES DE EMISIÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO -CTFE-, para el Sector Eléctrico Ecuatoriano, la misma que será responsable de desarrollar el cálculo del Factor de Emisión de CO 2. La CTFE presenta en este documento el Factor de Emisión de CO 2 para el Sistema Nacional Interconectado -SNI- al año 2011 en base a los datos de operación de los años 2008, 2009 y 2010, de acuerdo a Herramienta para calcular el factor de emisión para un sistema eléctrico v2.2.1 de la UNFCCC. 1 Artículo 14 de la Constitución de la República del Ecuador. 3

4 1. ANTECEDENTES. Con fecha 16 de diciembre de 2010, se firma el Convenio del Acuerdo Interministerial MAE - MEER para el Cálculo del Factor de Emisión, el cual en su artículo 1 contempla la creación de la CTFE. La CTFE, ha mantenido reuniones ordinarias y extraordinarias, gestionando el intercambio de información entre las instituciones involucradas, para el respectivo cálculo y análisis. Mediante el oficio circular 432-DM-SEREE-2011, del 1 de abril del 2011 el MEER delega oficialmente a la Corporación Centro Nacional de Control de Energía CENACE- como ente responsable del cálculo del Factor de Emisión de CO 2 para el Sistema Nacional Interconectado al año La CTFE, mediante el oficio MAE-D DEL 4 de julio de 2011, solicita a la Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo SENPLADES- la delegación del Ing. José Oscullo para que forme parte de la revisión del cálculo del Factor de Emisión de CO Recopilación y Análisis de la Información Relevante. Para la determinación del Factor de Emisión del SNI se ha utilizado la información proporcionada por el CONELEC, CENACE y MAE; obtenida de sus boletines estadísticos y de sus sistemas de gestión de información, conforme se detalla a continuación. CENACE: Generación neta mensual y horaria para el periodo CONELEC Consumo de combustible por cada unidad de generación Inicio de operación de cada unidad de generación. El factor de emisión y/o poder calorífico para cada tipo de combustible, de todas las tecnologías del parque generador del SNI, se tomó del Informe 2006 de Inventarios Nacionales de Gases de efecto Invernadero por el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático cuyas siglas en ingles son -IPCC- 4

5 Particularidades para la ejecución del cálculo del factor de emisión de CO 2. Debido a las características operativas y de expansión del Sistema Eléctrico Ecuatoriano y con la finalidad de obtener un cálculo del factor de emisión que refleje la situación actual del SNI se consideraron las siguientes particularidades: En el caso de los sistemas eléctricos aislados su afectación es considerada a través de la demanda abastecida por la generación térmica del SNI 2. Debido al déficit de energía presentado en el sistema eléctrico ecuatoriano en el último bimestre del año 2009 y principios del año 2010, el Gobierno Nacional, incrementó el parque generador mediante la modalidad de arrendamientos, por una capacidad de 200MW termoeléctricos, los cuales se distribuyeron en las siguiente centrales: EnergyInternacional.Centra Térmica Quevedo (130MW) APR Energy, LLC. Central Térmica Santa Elena (70MW) Para el caso de la interconexión eléctrica con Colombia, ya que en el año 2008 existió una repotenciación del sistema de transmisión de 230kV, se consideró la energía registrada en los medidores en barras de Ecuador por los circuitos adicionales con un factor de emisión de CO 2 igual a cero, como indica la Herramienta para calcular el factor de emisión para un sistema eléctrico v2.2.1 en el paso 1. Se considera la expansión de la capacidad instalada en generación de 298MW, conformado por fuentes de generación Térmica e hidroeléctrica cuyo ingreso en operación se registró en el año CÁLCULO DEL FACTOR DE EMISIÓN DE CO 2 DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO DE ECUADOR Definiciones Generales: Factor de Emisión de CO 2 : Es la masa estimada de toneladas de CO 2 emitidas a la atmósfera por cada unidad de MWh de energía eléctrica generada. 2 Se consideran sistemas eléctricos aislados del SNI de Ecuador, la demanda de las siguientes localidades: Generación concentrada en EMELSUCUMBIOS 5

6 Sistema Nacional Interconectado SNI-: Es el sistema integrado por los elementos del Sistema Eléctrico, conectados entre sí, que permiten la producción y transferencia de energía eléctrica entre centros de generación y consumo. 3 Sistema Nacional de Transmisión: Es el sistema de transmisión de energía eléctrica o medio de conexión entre consumidores y centros de generación, el cual permite el paso de la energía a todo el territorio nacional. 4 Gráfico1.1 Sistema Nacional de Transmisión Fuente: CONELEC Red eléctrica: En el presente informe la red eléctrica está referida al Sistema Nacional de Transmisión del Ecuador. 3 Definición CONELEC Boletín Definición CONELEC Boletín

7 Unidad de Generación: Es el equipamiento mínimo que permite generar energía eléctrica a partir de la conversión de energía hidráulica, eólica, térmica, etc. que estén conectadas a la red eléctrica Pasos para la determinación del Factor de Emisión de CO 2 De acuerdo con la Herramienta para calcular el factor de emisión para un sistema eléctrico V , en relación con la metodología de Línea Base se especifican los siguientes pasos desarrollados: Paso 1 Identificación del sistema eléctrico relevante. Son los sistemas de distribución, generación, auto generadores, grandes consumidores e interconexiones internacionales (Colombia y Perú) que conforman el SIN. Paso 2 Se lesionar si desea incluir las plantas que están fuera del sistema de eléctrico. El presente cálculo no incluye las unidades que no se encuentran conectadas al Sistema Nacional Interconectado del Ecuador (Emelsucumbios, Galápagos, Isla Puna, Sistema eléctrico PRETROECUADOR EP). Paso 3 Seleccionar un método de cálculo para el margen de operación OM-. Para el cálculo del factor de emisión de CO 2 de una red eléctrica debido a su operación, se presenta los siguientes métodos: El Método OM Simple puede ser usado solamente si la generación de energía eléctrica de las plantas de bajo costo 5 de la red eléctrica representa menos del 50% del total de la generación. El cálculo se lo puede realizar bajo las siguientes opciones: Opción A. Sobre los datos de la generación neta de electricidad y un factor de emisión de CO 2 de cada unidad de generación, Opción B. Sobre los datos de la generación neta de todas las centrales eléctricas conectadas la red eléctrica, tipos de combustible y el consumo de combustible total del sistema eléctrico del proyecto. Esta opción se puede utilizar si: o Los datos para la opción A no están disponibles, o o Si solo las plantas nucleares y de energías renovables son consideradas como unidades de bajo costo lowcost/mustrun. 5 Entendido en la metodología ACM0002 por low-cost/mustrun 7

8 o Si las unidades de generación que no están conectadas a la red no son incluidas en el cálculo. Para el caso del SNI, como se indica en la Tabla 2.1, el grupo de unidades de bajo costo representa el 63% en promedio para el periodo , por lo cual este método no es utilizado Tabla 2.1 Generación Eléctrica del SNI Promedio % Low cost/must run(1) 8581, , , , , ,97 63,2% No Low cost/must run (2) 5478, , , , , ,72 36,8% Total 14060, , , , , ,69 100% Fuente: Plantilla de cálculo Factor Emisión _CO 2 _SNI_2011.xlsx hoja GEN El Método OM Simple Ajustado puede ser usado solamente si la generación de energía eléctrica de las plantas de bajo costo de la red eléctrica representa más del 50% del total de la generación. El Método por Análisis de Datos del Despacho, está sujeto al nivel de información que se dispone en el país, puesto que son necesarios los datos horarios de la producción de energía. El Método Promedio es calculado mediante el uso del rendimiento promedio, en el periodo de análisis de la generación de todas las plantas termoeléctricas que forman parte de la red. De acuerdo con la conformación del Sistema Nacional Interconectado de Ecuador y los datos del sistema eléctrico disponibles, el método que se acopla a estas consideraciones es el Método OM Simple Ajustado, con la información por unidad de generación neta y su consumo de combustible. Paso 4 Calcular el margen de operación, de acuerdo con el método seleccionado. El factor de emisión del margen de operación por el método simple ajustado se lo calcula mediante la Ecuación 2.1 8

9 ( ) Ecuación 2.1 Donde: EFgrid,OM-adj,y Factor de emisión margen de operación simple ajustado para el año y (t CO 2 /MWh) λy Factor que expresa el porcentaje de tiempo en que las unidades low-cost/must-run marginaron en el año y EGm,y Energía neta entregada a la red por cada unidad de generación m en el año y (MWh) EGk,y Energía neta entregada a la red por cada unidad de generación m en el año y (MWh) EFEL,m,y Factor de emisión de la unidades de generación m en el año y (t CO 2 /MWh) EFEL,k,y Factor de emisión de la unidades de generación k en el año y (t CO2/MWh) m Todas la unidades de generación conectadas a la red a excepción de las unidades low-cost/must-run k Todas las unidades de generación conectadas a la red consideradas como unidades low-cost/must-run y El año correspondiente a los datos utilizados Opción A1. Si se dispone para las unidades de generación el consumo de combustible y la generación neta, el factor de emisión se determina según la Ecuación 2.2. Donde: m i y Ecuación 2.2 Factor de Emisión del CO 2 de la unidad de energía m en el año y (t CO 2 e/mwh) Cantidad de combustible fósil tipo i consumido por la unidad de energía m en el año y (Unidad de Masa o volumen). Valor calorífico Neto (contenido de energía) del combustible fósil tipo i en el año y (GJ/unidad de masa o volumen). Factor de emisión del CO 2 del combustible fósil i en el año y(t CO 2 /GJ) Electricidad Neta Generada y despachada a la red eléctrica por las unidades m en el año y (MWh). Todas las unidades de generación conectadas a la red eléctrica. Todos los combustibles fósiles i quemados en las unidades de energía m en el año y. Año correspondiente al período de análisis. 9

10 Opción A2. Si para la unidad de generación sólo se tiene datos de la energía y los tipos de combustibles, el factor de emisión debe ser determinado por medio de la Ecuación 2.3 Ecuación 2.3 Donde: y Factor de emisión de CO 2 de la unidad m en el año y (t CO 2 /MWh) Factor de emisión de CO 2 promedio del combustible fósil tipo i utilizado en la unidad m en el año y (t CO 2 /GJ) Eficiencia promedio en la conversión de energía neta de la unidad m en el año y Año correspondiente al periodo de cálculo. Para el cálculo del margen de operación se utilizo la opción A2 para las unidades con las que no se cuenta con información sobre el consumo de combustible, para el resto de unidades del SNI se aplicó la opción A.1 ya que se tiene información disponible sobre generación de electricidad y consumo de combustible por unidad para los años 2010, 2009 y También es preciso mencionar, que la opción A1 se ha aplicado de forma separada: Opción A1 para las unidades no Low-cost/must-run y opción A1 para unidades low-cost/must-run, esto debido a que el MO simple ajustado separa las unidades en dichas categorías. Fuentes de Información. Las fuentes de información empleadas para el cálculo del factor de emisión del margen de operación son las siguientes: La cantidad combustible fósil consumido por cada unidad de generación fue proporcionado por el CONELEC y se presenta en la hoja Combustible de la plantilla de cálculo. La electricidad generada por cada unidad de generación, fue proporcionada por CENACE y se presentan en la hoja Energía_NETA-SNI de la plantilla de cálculo para los años respectivos. 10

11 Se consideró la información disponible, del Valor Calorífico Neto utilizado para cada combustible fósil de la Tabla 1.2 del Capítulo 1 de las Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, IPCC 2006, utilizándose el límite inferior del intervalo de 95% de confianza, como se presenta en la hoja "FE-CF" de la planilla de cálculo. Para el Fuel Oil (FO Nº6) se utilizó el valor correspondiente a Residual Fuel Oil tomado en consideración el valor neto, para el Bunker se utilizó el valor correspondiente a Residual Fuel Oil tomado en consideración el valor del intervalo inferior, para el Diesel el valor correspondiente a Gas/Diesel Oil, para el Nafta el valor correspondiente a Naphtha, para Gas Natural el valor correspondiente a Natural Gas y para Residuos7 el valor correspondiente a Waste Oil. Los valores son los siguientes: Poder Calorífico Combustible Neto (TJ/1000 ton) (1) Fuel oil 39.8 Diesel 41.4 Gas Natural 46.5 Nafta 41.8 Fuel Oil 6(3) 40.2 Bunker* 20.3 Tabla 2.2. Directrices del IPCC de 2006 para los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero, Capítulo 1, Tabla 1.2. El factor de emisión de cada tipo de combustible fue obtenido de la Tabla 1.4 del 20 Capítulo 1 de las Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, IPCC 2006, utilizándose el límite inferior del intervalo al 95% de confianza, los criterios para seleccionar los combustibles son similares a los indicados para el NCV como se indica en la Tabla 2.3. Combustible FE (kg CO2/TJ) (2) Fuel oil 4 75,500 Diesel 72,600 Gas Natural 54,300 Nafta 69,300 Fuel Oil 6 (3) 73,300 Bunker* 73,300 Tabla 2.3 Directrices del IPCC de 2006 para los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero, Capítulo 1, Tabla 1.4 Con lo cual se obtienen los siguientes resultados. 11

12 Se presenta a continuación los resultados del cálculo del margen de operación para los años 2010, 2009, y 2008: Tabla 2.3 Resultados margen de operación para el año ,86 [MWh] ,22 [ton CO 2 ] 0 [ton CO 2 ] ,58 [MWh] 0,7588 [ton CO 2 /MWh] Tabla 2.4 Resultados margen de operación para el año , , ,00 [MWh] ,05 [ton CO 2 ] 0 [ton CO 2 ] ,79 [MWh] 0,7310 [ton CO 2 /MWh] Tabla 2.5 Resultados margen de operación para el año , , ,58 [MWh] ,87 [ton CO 2 ] 0 [ton CO 2 ] ,93 [MWh] 0,7013 [ton CO 2 /MWh] 12

13 Con las consideraciones indicadas a continuación se presenta en la Tabla 2.5 un resumen del cálculo del margen de operación del factor de emisión para el periodo : Tabla 2.6 Resultados margen de operación para el periodo EF OM (t CO 2 /MWh) = 0,7013 0,7310 0, Total Generación anual (MWh) 16086, , , ,38 Ponderación 32,3% 32,9% 34,8% Paso 5 Identificar el conjunto de unidades de energía a ser incluidas en el margen de construcción -BM-. A fin de determinar el componente de expansión del sistema en el factor de emisión se considera el conjunto de unidades que cumplan con las siguientes características indicadas por la metodología: a) El conjunto de cinco plantas de generación que han sido construidas recientemente, SET 5-units con una energía que representa el 6,22% de la energía suministrada. Central Eléctrica Inicio de Operación Tecnología Tipo de Combustible Unidad Generación Neta Mazar noviembre/2010 Hidráulica embalse U Mazar mayo/2010 Hidráulica embalse U Santa Elena APR febrero/2010 Térmica MCI Diesel U Quevedo Energía Internacional enero/2011 Térmica MCI Diesel U Pascuales II febrero/2010 Térmica Turbo vapor Diesel TM Total b) El conjunto de las adiciones de capacidad en el sistema eléctrico que comprende el 20% de la generación (MWh), AEGset>=20%, con una energía que representa el 20,00% de la energía suministrada. 13

14 Central Eléctrica Inicio de Operación Tecnología Tipo de Combustible Unidad Generación Neta Mazar noviembre/2010 Hidráulica embalse U ,60 Mazar mayo/2010 Hidráulica embalse U ,37 Santa Elena APR febrero/2010 Térmica MCI Diesel U ,34 Quevedo Energía Internacional enero/2011 Térmica MCI Diesel U ,30 Pascuales II febrero/2010 Térmica Turbo vapor Diesel TM ,25 Pascuales II febrero/2010 Térmica Turbo vapor Diesel TM ,94 Pascuales II enero/2010 Térmica Turbo vapor Diesel TM ,62 Pascuales II enero/2010 Térmica Turbo vapor Diesel TM ,35 Pascuales II enero/2010 Térmica Turbo vapor Diesel TM ,67 Miraflores diciembre/2009 Térmica Turbo gas Diesel TG ,15 Pascuales II diciembre/2009 Térmica Turbo vapor Diesel TM ,25 Generoca enero/2007 Térmica Turbo vapor Diesel - Residuos de Petróleo U ,97 Generoca enero/2007 Térmica Turbo vapor Diesel - Residuos de Petróleo U ,98 Generoca enero/2007 Térmica Turbo vapor Diesel - Residuos de Petróleo U ,59 Generoca enero/2007 Térmica Turbo vapor Diesel - Residuos de Petróleo U4 1187,68 Generoca enero/2007 Térmica Turbo vapor Diesel - Residuos de Petróleo U ,23 Generoca enero/2007 Térmica Turbo vapor Diesel - Residuos de Petróleo U ,45 Generoca enero/2007 Térmica Turbo vapor Diesel - Residuos de Petróleo U7 0,17 Generoca enero/2007 Térmica Turbo vapor Diesel - Residuos de Petróleo U ,71 Hidroabanico julio/2007 Hidráulica pasada U3 Hidroabanico julio/2007 Hidráulica pasada U4 Hidroabanico julio/2007 Hidráulica pasada U5 San Francisco junio/2007 Hidráulica pasada U ,00 San Francisco mayo/2007 Hidráulica pasada U ,51 POZA HONDA mayo/2007 Hidráulica pasada U1 POZA HONDA mayo/2007 Hidráulica pasada U2 Calope diciembre/2006 Hidráulica pasada 1 Calope diciembre/2006 Hidráulica pasada 2 La Esperanza diciembre/2006 Hidráulica pasada U1 La Esperanza diciembre/2006 Hidráulica pasada U2 Termoguayas diciembre/2006 Térmica MCI Fuel Oil ,15 Termoguayas diciembre/2006 Térmica MCI Fuel Oil ,62 Termoguayas diciembre/2006 Térmica MCI Fuel Oil ,82 Termoguayas diciembre/2006 Térmica MCI Fuel Oil ,78 TOTAL ,47 c) Se identifica en orden cronológico las unidades que conforman el conjunto SET 5-units y AEGset>=20%, considerando solo las unidades que tienen menos de 10 años de operación, tomando en cuenta lo siguiente: La unidad de generación entra en operación el día en que inicia su suministro de energía a la red. Las plantas de generación registradas como actividades de proyecto MDL se excluyeron de la muestra m. La energía adicional de la repotenciación del sistema de transmisión (circuito 3 y 4) realizada en el año 2008, con un factor de emisión de CO 2 igual a cero. El factor de emisión debido al margen de construcción se lo calcula utilizando la Ecuación 2.4 Ecuación

15 Donde: Es el factor de emisiones de CO 2 del Margen de Construcción en el año y (tco 2 /MWh) Factor de emisiones de las unidades generadoras que se encuentran en la parte superior del orden del despacho en la hora h en el año y (tco 2 /MWh). Electricidad desplazada por la actividad del proyecto en el año y. Con estas consideraciones se obtiene el siguiente resultado considerando el año 2010 de operación del SNI: Paso 6 Calcular el Factor de emisión del margen combinado -CM-. El factor de emisión del margen combinado representa un promedio ponderado, considerando los factores antes indicados, como se muestra en la Ecuación 2.5 Ecuación 2.5 Donde: Factor de emisiones de CO 2 del Margen de combinado en el año y (t CO2/MWh). Factor de emisiones del margen de operación del año y (t CO 2 /MWh). Factor de emisiones del margen de construcción del año y (t CO 2 /MWh). Ponderación del factor de emisiones del Margen de operación (%). Ponderación del factor de emisiones del Margen de construcción (%). 15

16 Obteniendo como resultado: Factor de emisión de CO 2 del SNI al año 2011 (Ex Post) Hidroeléctrica, Termoeléctrica Energías renovables no convencionales W OM 0,5 W OM 0,75 W BM 0,5 W BM 0,25 EF grid,cm,y = 0,5669 t CO2/MWh EF grid,cm,y = 0,6629 t CO 2 /MWh Factor de emisión de CO 2 del SNI al año 2011 (Ex Ante) Hidroeléctrica, Termoeléctrica Energías renovables no convencionales W OM 0,5 W OM 0,75 W BM 0,5 W BM 0,25 EF grid,cm,y = 0,5531 t CO 2 /MWh EF grid,cm,y = 0,6421 t CO 2 /MWh 3. Conclusiones y Recomendaciones De una manera general podemos concluir al final de este informe que: El factor de emisión de CO 2 del Sistema Nacional Interconectado al año 2011, Ex Post del margen combinado para proyectos termoeléctricos e hidroeléctricos es de 0,5669 tco 2 /MWh El factor de emisión de CO 2 del Sistema Nacional Interconectado al año 2011, Ex Post del margen combinado para proyectos de energías renovables no convencionales es de 0,6629 tco 2 /MWh. El factor de emisión de CO 2 del Sistema Nacional Interconectado al año 2011, Ex Ante del margen combinado para proyectos termoeléctricos e hidroeléctricos es de 0,5531 tco 2 /MWh 16

17 El factor de emisión de CO 2 del Sistema Nacional Interconectado al año 2011, Ex Ante del margen combinado para proyectos energías renovables no convencionales es de 0,6421 tco 2 /MWh Para futuros cálculos se recomienda: PETROECUADOR EP proporcione el poder calorífico de cada tipo de combustible utilizado en el Sector Eléctrico Ecuatoriano. Disponer factores de emisión de CO 2 por tipo de combustible del país a partir de los datos de monitoreo de emisiones anualmente de las centrales de generación. Realizar el monitoreo de las diferentes zonas no interconectadas al SNI (Emelsucumbios, Galápagos, Isla Puna, Sistema eléctrico PRETROECUADOR EP), con la finalidad de evaluar su participación dentro del cálculo del factor de emisión de CO 2. 17

18 ANEXO 1 18

19 ANEXO 2 19